Создан опытный образец энергетической установки генерации водорода на месте по требованию.
Энергетическая электроустановка установка конструктивно состоит из:
- генератора водорода, в котором в результате взаимодействия металла с водой происходит выделение водорода;
- водородно-воздушного электрохимического генератора;
- контура мощности на основе литий ионной батареи для обеспечения потребителя электрической энергии мощностью в 7 раз превышающий предельный уровень мощности генератора (для обеспечения пиковой мощности в сети потребителя и быстрого запуска энергоустановки);
- двунаправленного DC/AC инвертора (27/220 В, 1ф) для сопряжения источника электроэнергии с однофазной сетью переменного тока 220 В и обеспечения возможности заряда буферной батареи от внешней сети переменного тока.
- устройства для транспортировки и хранения водорода в латентной форме, представляющее собой набор небольших цилиндрических капсул объемом 20-40 см3, заполненных дисперсным алюминием или его композицией (Al + СаО).
Результаты:
Установленный дорожной картой технологический барьер «Массовое содержание водорода в системе водород-носитель не менее 6.1%» достигнут,
Сформулированные в ТЗ требования 7.5 % не достигнуты, однако определены пути его достижение до уровня 7,5-7.7 %. Данные будут достигнуты путем увеличения объёма капсулы, или уменьшения веса капсулы.
полученная реальная производительность по водороду 0,24 л/сек достаточна для обеспечения заданной мощности на выходе в 1 кВт с учетом собственных нужд АГВ.
Для обеспечения 10-ти часовой работы, с учетом энергоемкости ЛИАБ равной 3,64 кВт-час, ВВЭХГ должен выработать 6,36 кВт-час.
Удельная энергоемкость системы хранения по водороду равна 1,996 кВт-час/кг. С учетом КПД ВВ ЭХГ равном 0,45 удельная энергоемкость по электроэнергии равна 1,996*0,45 = 0,8982 кВт-час/кг.
Чтобы определить массу системы хранения, надо общую энергоемкость разделить на удельную: 6,36/0,8982 = 7,08 кг.
Вывод: система хранения удовлетворяет данному требованию ТЗ.
Уникальные конкурентные преимущества: Производство водорода в необходимых количествах непосредственно на месте потребления. Возможность производства и хранения электроэнергии в тех же условиях. Значительное количество сегментов рынков, где может быт использована установка.
Область применения: аккумулирование, хранение и транспортировка водорода латентной форме;
- стационарная микроэнергетика: экологически чистые электрогенерирующие и когенерационные энергоустановки мощностью 10-100 кВт и выше, для использования в качестве автономных, вспомогательных и аварийных источников энергии;
- транспортная энергетика: экологически чистые тяговые и вспомогательные энергоустановки для водного и шахтного транспорта.
Социально-экономический эффект:
- ускоренное освоение удаленных территорий, в т.ч. Арктики, за счет насыщения энергетической инфраструктуры экологически чистыми локальными микро энергетическими кластерами, сочетающими высокую маневренность и простоту интеграции в интеллектуальную энергетическую сеть;
- экономически эффективное решение проблемы транспортировки водорода на дальние расстояния, не прибегая к строительству дорогостоящих газо/продуктопроводов и заводов для производства компонентов для химического связывания водорода;
- решение проблемы длительного хранения большого запаса электроэнергии, без использования дорогостоящих накопителей электроэнергии широко известных типов (электрохимических, механических, гидроаккумулирующих и т.п.);
- радикальное решение проблемы утилизации отходов алюминиевого производства и утилизации алюминиевых и алюминий содержащих бытовых отходов;
- создание принципиально нового сегмента международного рынка энергетических и металлургических технологий – производство, использование и регенерация «энергетического алюминия» для стационарной и транспортной (водный и железнодорожный транспорт) энергетики;
- как следствие всех вышеперечисленных факторов: создание новых рабочих, снижение вредных воздействий на окружающую среду, повышение качества жизни населения малоосвоенных регионов, в т.ч. с хрупкими, экологически уязвимыми биоценозами в РФ и за ее пределами.
